Question

15．从硅的氧化物可以制取硅单质，主要化学反应如下：
粗硅的制取：SiO₂（石英砂）+2C（焦炭）$\frac{\underline{\;高温\;}}{电炉}$Si（粗）+2CO↑
由粗硅制取纯硅（常用方法）：Si（粗）+2Cl₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$SiCl₄
SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si （纯）+4HCl
根据以上反应，回答下列问题．
（1）在制取粗硅的反应中，焦炭的作用是什么？
（2）在由粗硅制取纯硅的反应中，氯气（Cl₂）与Si的反应属于什么类型的反应？SiCl₄与H₂的反应属于什么类型的反应？H₂的作用是什么？
（3）在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，你是如何理解的？

Answer 1

分析 （1）根据反应中元素化合价变化判断C的作用；
（2）根据反应方程式及四种基本反应类型的概念判断其反应类型；根据元素化合价变化判断氢气的作用；
（3）从沙滩到用户，经历了硅的冶炼和提纯．

解答 解：（1）粗硅的制取：SiO₂（石英砂）+2C（焦炭）$\frac{\underline{\;高温\;}}{电炉}$Si（粗）+2CO↑中，C化合价从0变为+2，化合价升高被氧化，为还原剂，
答：焦炭的作用是还原剂；
（2）Cl₂与Si反应生成四氯化硅，该反应属于化合反应；SiCl₄与H₂反应生成硅单质和氯化氢，该反应属于置换反应，该反应中氢气化合价升高被氧化，为还原剂，
答：氯气（Cl₂）与Si的反应属于化合反应；SiCl₄与H₂的反应属于置换反应；H₂的作用是还原剂；
（3）从沙滩到用户，经历了硅的冶炼和提纯，硅的冶炼的化学方程式：SiO₂ +2C=Si+2CO↑，硅的提纯的化学方程式：Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ，SiCl₄+2H₂=Si（纯）+4HCl，答：从沙滩到用户，经历了硅的冶炼和提纯．

点评 本题考查了氧化还原反应的应用、化学反应类型的判断，题目难度中等，注意掌握氧化还原反应中氧化剂、还原剂的判断方法，明确四种基本反应类型的概念及区别．